楊紅運，潘 文

（北京縱橫機電科技有限公司，北京100094）

動車組煙火報警系統(tǒng)由探測器、回路模塊、中央控制單元（主機）組成，探測器安裝在車廂客室頂板、配電柜、衛(wèi)生間、餐車操作間等動車組列車容易發(fā)生火災(zāi)的各個關(guān)鍵、重點處所，實時監(jiān)控安全?；馂?zāi)是動車組重要的安全監(jiān)測項點之一，因此在動車組發(fā)展初期，煙火報警系統(tǒng)即隨整車一同引入。新車型裝載的煙火報警系統(tǒng)逐步實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但安裝、運用方式大多繼承于引進車型，且各型號動車組煙火報警系統(tǒng)的探測器類型、安裝位置、是否安裝過濾棉等尚未形成統(tǒng)一要求，缺乏統(tǒng)一的測試規(guī)范和裝車標準。

此外，各型號動車組自上線運行以來，衛(wèi)生間發(fā)生多起火災(zāi)“誤報警”問題，大多是由于乘客在衛(wèi)生間內(nèi)使用發(fā)膠、防曬噴霧、云南白藥等噴劑，對列車運營秩序造成影響，并引發(fā)社會關(guān)注。目前，動車組煙火報警系統(tǒng)誤報警發(fā)生后，需要技術(shù)人員實車復(fù)現(xiàn)故障，分析誤報原因。在動車組高頻次運行的背景下，實車試驗難度頗大。

因此，迫切需要搭建動車組衛(wèi)生間煙火報警系統(tǒng)模擬試驗環(huán)境，以更好的測試其在衛(wèi)生間復(fù)雜環(huán)境運用下的可靠性，復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。另一方面，也可指導(dǎo)未來方案設(shè)計，促進煙火報警系統(tǒng)統(tǒng)一裝車標準的形成。

1 試驗平臺設(shè)計

1.1 典型車型的選擇

1.1.1 在線運營動車組煙火報警系統(tǒng)分析

動車組目前運用較多的車型為CR400AF和CR400BF，在動車組發(fā)展初期，煙火報警系統(tǒng)隨整車一同引入。由于不同車型引進源頭不同，各型號動車組煙火報警系統(tǒng)的探測器類型、安裝位置、控制邏輯、是否安裝過濾棉等均存在較大差異，火災(zāi)控制邏輯見表1。

表1 各系列動車組火災(zāi)控制邏輯

1.1.2 典型車型及其參數(shù)

基于在線運營的動車組煙火報警系統(tǒng)形式多樣的背景，充分調(diào)研既有動車組煙火報警系統(tǒng)的裝 車 和 誤 報 警 情 況［1-3］，選 取 了CR400AF、CR400BF、CRH1E、CRH3A、CRH5系列動車組共5種典型車型的衛(wèi)生間作為動車組衛(wèi)生間煙火報警系統(tǒng)模擬試驗間的建設(shè)原型。所選車型的重要參數(shù)見表2，所選車型衛(wèi)生間煙火報警系統(tǒng)的實物圖如圖1~圖5所示。

圖1 CR400AF普通衛(wèi)生間

圖2 CR400BF普通衛(wèi)生間

圖3 CRH5普通衛(wèi)生間

圖4 CRH3A普通衛(wèi)生間

圖5 CRH1E普通衛(wèi)生間

表2 典型車型重要參數(shù)列表

1.2 平臺建設(shè)

1.2.1 主體結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)建設(shè)

模擬試驗平臺建設(shè)以實車衛(wèi)生間為原型，但既有動車組產(chǎn)品眾多，不同車型衛(wèi)生間內(nèi)流場、探測器位置均有差異，如果按照原型進行1∶1搭建，將造成試驗間繁多，成本超支，不利于管理。因此，本試驗平臺抓住關(guān)鍵因素，搭建通用型的試驗平臺，高效地實現(xiàn)了試驗環(huán)境。以下對可能影響火災(zāi)探測器報警的因素進行分析，明確試驗室搭建過程中的關(guān)鍵項點。

（1）風(fēng)流場

衛(wèi)生間內(nèi)有無新風(fēng)、有無廢排風(fēng)、風(fēng)量大小，新風(fēng)廢排風(fēng)構(gòu)成的衛(wèi)生間內(nèi)氣流流向會影響煙霧的走向及煙霧濃度稀釋情況。動車組衛(wèi)生間通風(fēng)系統(tǒng)是車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的一部分，它的作用是將車外新鮮空氣吸入并與車內(nèi)再循環(huán)空氣混合，在濾清灰塵和雜質(zhì)后，再押送到車內(nèi)的各個區(qū)域，同時排出多余的污濁空氣，以保證車內(nèi)空氣的潔凈度以及合理的流動速度和氣流組織。車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)由空調(diào)機組、顯示設(shè)定器、換氣裝置、風(fēng)道和應(yīng)急通風(fēng)組成。其中，換氣裝置負責(zé)新風(fēng)供給、車內(nèi)廢氣排出和車內(nèi)壓力保護，它通過衛(wèi)生間區(qū)域的風(fēng)道實現(xiàn)衛(wèi)生間的送風(fēng)和回風(fēng)。

①風(fēng)向及風(fēng)速

模擬試驗平臺用變頻風(fēng)機提供進風(fēng)、回風(fēng)壓力，設(shè)立獨立的風(fēng)道，并根據(jù)各車型實際情況調(diào)整新風(fēng)、廢排風(fēng)方向及大小。

②風(fēng)口尺寸

聯(lián)系主機廠提供與實車相同的格柵，通過更換頂板、側(cè)板等方式實現(xiàn)不同車型模擬平臺的模擬功能。

③內(nèi)部設(shè)施

盡可能的按比例還原內(nèi)部設(shè)施，以模仿內(nèi)部氣流走向。

（2）探測器安裝位置

探測器安裝位置周邊的濃度及風(fēng)速會影響探測器的檢測情況。外露安裝、內(nèi)置安裝或安裝于廢排風(fēng)口內(nèi)部等因素，對探測器報警會產(chǎn)生影響。需根據(jù)各車型實際情況調(diào)整探測器的安裝位置。

（3）模擬試驗間大小

在燃燒等量材料情況下，衛(wèi)生間大小會影響空間內(nèi)的煙霧濃度，但是，微小的空間大小變化對濃度影響并不明顯?？紤]到選取的典型車型衛(wèi)生間大小在1.0~1.3 m2之間，通用型模擬試驗間建設(shè)大小設(shè)計為1.12 m2。

1.2.2 凈化設(shè)備

模擬平臺在廢排風(fēng)道末端裝有凈化除塵設(shè)備。采用復(fù)合式廢氣凈化器，采用干濕相結(jié)合的方法，首先采用進氣擴散、減壓減速、水霧噴淋，其次活性炭吸附分解氧化。該產(chǎn)品能有效去除煙塵（炭黑塵）、苯系物、氰化氫、硫化物、二惡英、一氧化碳和一些碳氫化合物。環(huán)保升級后排放物完全達到大氣污染物綜合排放標準（GB 16297-1996）的要求。通用模擬衛(wèi)生間試驗平臺如圖6所示，圖6（a）為三維設(shè)計圖，圖6（b）為初步完成搭建的實物圖。

圖6 通用模擬衛(wèi)生間試驗平臺

2 試驗流程設(shè)計

2.1 試驗?zāi)康?/h3>

動車組衛(wèi)生間煙火報警系統(tǒng)模擬試驗平臺建設(shè)目的主要為：

（1）不同流場及環(huán)境下，對車載感煙火災(zāi)探測器的靈敏度進行測試；

（2）不同流場及環(huán)境下，對車載感煙火災(zāi)探測器抗液態(tài)霧狀顆粒干擾能力測試；

（3）不同流場及環(huán)境下，對車載感煙火災(zāi)探測器抗固體顆粒干擾能力測試；

（4）在發(fā)生火情時具備所需靈敏度的前提下，給出抵抗非火災(zāi)干擾因素的火災(zāi)探測器的加裝方案。

2.2 試驗設(shè)計

根據(jù)動車組衛(wèi)生間煙火報警系統(tǒng)模擬試驗平臺的建設(shè)目的，設(shè)計試驗流程如下：

（1）模擬測試衛(wèi)生間內(nèi)生活用品著火時，感煙火災(zāi)探測器的報警靈敏度；

（2）模擬測試發(fā)生電氣火災(zāi)時，感煙火災(zāi)探測器的報警靈敏度；

（3）模擬測試乘客抽煙時，感煙火災(zāi)探測器的報警靈敏度；

（4）模擬測試乘客使用香水、花露水、防曬噴霧、清洗劑和啫喱水等液體噴霧時，感煙火災(zāi)探測器的抗干擾能力；

（5）模擬測試感煙火災(zāi)探測器抗灰塵干擾能力；

（6）模擬測試感煙火災(zāi)探測器報臟功能；

（7）模擬測試感煙火災(zāi)探測器在污染后的靈敏度。

3 結(jié)束語

各型號動車組運行以來，衛(wèi)生間的火災(zāi)探測器發(fā)生了多起誤報警事件，且不同車型衛(wèi)生間進風(fēng)位置、出風(fēng)位置、火災(zāi)探測器安裝方式迥異，導(dǎo)致誤報難以高效歸因。文中調(diào)研了在線運營動車組煙火報警系統(tǒng)運用情況，并選擇覆蓋四方廠、長客廠、唐山廠和BST這4家主機廠主力車型的5種典型車型作為試驗平臺搭建原型，設(shè)計了通用型動車組煙火報警系統(tǒng)衛(wèi)生間模擬試驗平臺。平臺可模擬實車流場環(huán)境，復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場故障，研究噴霧、灰塵等干擾源對火災(zāi)探測器的影響，不同通風(fēng)流場中火災(zāi)探測器靈敏度的情況。研究結(jié)果可用于分析動車組煙火報警系統(tǒng)在衛(wèi)生間復(fù)雜環(huán)境運用下的可靠性，并指導(dǎo)未來方案設(shè)計。